“热交换器效率”的概念在技术文献中不是很好的定义。任何系统的效率都必须根据某些理想系统的性能来计算。如果发生热交换器,我们没有很好的定义“理想”热交换器。
总传热方程
对于任何热交换器系统,总传热率(q)定义为 -
Q = U×A×ΔT
在哪里,u是整体传热系数
A是整体传热表面积
ΔT是热和冷侧之间的平均温度差
理想的热交换器系统
在大多数情况下,平均温度差为给定。传热速率主要受产品UA的约束,这是表面积和传热系数。
可以通过更改更大的热交换器来更改热交换器设计或仅增加表面积来改善UA。因此,我们对“理想热交换器”没有实践定义。
计算热交换器效率
对于任何系统,通常通过将实际性能与理想性能进行比较来计算效率。
效率=理想系统的实际输出 /输出
由于我们没有理想的热交换器可以进行比较,因此我们无法将传统的效率概念用于热交换器。
取而代之的是,我们可以使用“ UA”(表面积和传热系数的乘积)的值来表示给定过程条件(ΔT)可以达到的最佳传热速率。
当您比较不同的热交换器设计之间时,最好比较其UA值。这应该使您可以很好地了解每一个都可以进行多少传热。
生产率
为了进一步检查经济生存能力,您还可以比较(UA/成本)的比率。这将帮助您确定可以以最低成本为您提供最佳传热率的热交换器设计。这种方法将为您提供最有生产力的热交换器设计。
热交换器有效性
当热交换器运行一段时间时,其性能会降低,原因有多种原因,例如污染,缩放,腐蚀等
这种降低的性能也可以量化为传热的有效性降低。您可以将当前的传热速率与原始(额定)传热率进行比较。
(Q/级职责)的比率将告诉您您的交换器的工作方式。
壳和管热交换器效率
为了壳和管热交换器,总体传热率定义为
Q = U×A×LMTD
在哪里,LMTD是对数平均温度差。
在此方程式中,仅使平均温度差的定义变得更具体。否则,传热速率仍然受产品-UA的控制。
这是管理外壳和管交换机设计的方程式。您可以使用它们来计算U和A和产品UA。这将帮助您选择为项目的最佳热交换器。